MHz与Mbps之间的关系

1、MHz与Mbps之间的关系概念分析随着网络的普及、综合布线的应用日趋广泛，传输等级也愈来愈高，从3类到 4 类再到 5 类，到目前已有6 类布线产品投放市场。描述语定义这些等级的主要参数就是传输带宽(MHZ)。与此同时，网络应用也层出不穷。传输介质从10Base5(fi缆)、10Base2&田缆)、10BaseT双绞线)、10BaseFL纤)至U 100BaseTX(STP/UTP)类 UTP) 100BaseFX光纤)，到目前千兆快速网业已出现。用来描述这些应用得主要参数 则是速率(Mbps)。事实上，申农公式早已概括出带宽B和速率C之间的关系：C=B*Log(1+SNR)式中 B 为信道带

2、宽，所谓带宽是指能够以适当保真度传输信号的频率范围，其单位似Hz,它是信道本身国有的，与所载信号无关。SNR为信噪比，它由系统的发收设备以及传输系统所处的电磁环境共同决定。而速率C是一个计算结果，它由B和SNR共同决定，其单位为bps,在概念上表征为每秒传输的 二进制位数。可见，给定信道，则带宽 B也随之给定，改变信噪比SNR可得到不同的传 输速率C。MHz与Mbps有着一对多的关系，即同样带宽可以传输不同的位流速率。同时，Mbps 是依赖于应用的；而MHz 则与应用无关。技术探讨如果要给与打一个形象的比喻，那么汽车时速与引擎转速恰到好处。当给定旋转速度，在齿轮已知的情况下可以计算出汽车的速度

3、。在这个类比当中， 齿轮起了一个桥梁的作用。事实上，齿轮之于汽车和引擎就如编码系统之于速率和带宽。编码是为计算机进行信息传输而被采用的。通过对信息进行编码，许多技术上的问题，比如同步、带宽受限等都可以得到解决。编码对于信息的可靠传输是至关重要的。目前有两种基本的编码系列。第一种是每 N 位添加一个同步位，以使同步成为可能（如当N=1时，为Manchester编码；当N=4时，为4B5B编码），但这 需要一个比原来更大的带宽。而且同步位越多，带宽需要越大。为了减小带宽，采用每7位添加一个同步位（即7B8B编码）的编码系统是可能的，但随之而 来的是，当传输较长一串相同类型的位流时，同步就变得非常困

4、难了。另一种编码系列是通过增加电平个数以减小带宽，电平数越多，带宽需要越少。然而，当传输一长串由 0 编码后得到的连续信号时，同步就变得几乎不可能了。如，当我们采用 5 个电平数的时候就需要4 个比较器，而且每个比较器都应该有其合适的公差范围。这就是说，当我们选择电平总数的时候，我们还应该把信噪比（SNR考虑进去，以便能识别这几种不同的电平。Manchester、NRZ1以及MLT-3编码是目前主要采用的三种编码系统，。它 们的传输因子分别为1、 0.5和0.25。这些转变因子可以被定义为MHz 对的比率。表1 列出了几种编码系统在同步与带宽方面的概要特征。由此看来，任何一种编码系统都有其技术

5、上的限制。此外，还有一些参数比如直流元件也对编码提出某些限制，在实际应用中，当前主要几种编码系统都是兼而使用以便对带宽与同步作出折衷，或者有所偏重，比如，一个对同步要求比较高的应用可以选择Manchester编码系统或者其他能够产生时序的编码 方式。又如，采用MLT-3编码的100 Mbps应用，需要25 MHz的带宽；当联合 使用4B5B编码方式时，系统就需增加额外的25 Mbps开销，整个系统需要31.25 MHz 的带宽，其好处是系统在同步方面变得更容易了。另外，值得一提的是，100快速以太网使用的是5B6B编码系统（IEEE802.13）这可以说是对带宽与同步折衷的典型范例。表 2列出

6、了当前部 分应用及其所采用的编码系统。结论作为用户，最感兴趣的是通信速率。速率是从应用层次对通信作出描述的。为提高通信速率，有两个途径可以考虑：一个是提高线缆系统的传输性能，由此决定了带宽；另一个是选择合适的 编码系统，从而决定了转换因子。布线制造厂家早已开发出能够支持100 MHz以上的5类电缆系统。而且他们还在继续投资研究开发更高性能的电缆系统。国际组织如EIAAA/TIA， ISO/IEC已经制定出通过带宽来定义局域网组件级别的标准。尽管带宽在物理上受到限制，但是通过合适得编码系统可以获得更高的通信速率。尤其需要指出的是，编码系统是依赖于应用的，这意味着一个具有相同位流速率但采用不同编码方式的新应用，并不一定能得到原系统的支持，所以在设计的时候，如果仅仅考虑那些支持目前已有应用系统的布线组件，并且选择位流速率MHz 来描述的话，那么这将导致严重错误的决策。从这个角度来说，任何一